उलटा बीटा क्षय

उलटा बीटा क्षय, आमतौर पर आईबीडी के लिए संक्षिप्त,^[1] एक परमाणु प्रतिक्रिया है जिसमें एक इलेक्ट्रॉन एंटीन्यूट्रिनो इनलेस्टिक एक प्रोटॉन से बिखरता है, एक पॉज़िट्रॉन और एक न्यूट्रॉन बनाता है। इस प्रक्रिया का उपयोग आमतौर पर न्यूट्रिनो डिटेक्टरों में इलेक्ट्रॉन एंटीन्यूट्रिनोस का पता लगाने में किया जाता है, जैसे कि कोवान-रीइन्स न्यूट्रिनो प्रयोग में एंटीन्यूट्रिनोस का पहला पता लगाना, या न्यूट्रिनो प्रयोगों जैसे कामिओका लिक्विड सिंटिलेटर एंटीन्यूट्रिनो डिटेक्टर और बोरेक्सिनो। कम ऊर्जा वाले न्यूट्रिनो (<60 MeV) से जुड़े प्रयोगों के लिए यह एक आवश्यक प्रक्रिया है^[2] जैसे न्यूट्रिनो दोलन का अध्ययन करने वाले,^[2]न्यूट्रिनो # रिएक्टर न्यूट्रिनो, बाँझ न्यूट्रिनो और जियोन्यूट्रिनो | जियोन्यूट्रिनो।^[3] लेप्टन संख्या के कारण आईबीडी प्रतिक्रिया का उपयोग केवल एंटीन्यूट्रिनोस (सामान्य पदार्थ न्यूट्रिनो, जैसे कि सूर्य से) के बजाय पता लगाने के लिए किया जा सकता है।^{[citation needed]}

प्रतिक्रियाएं

एंटीन्यूट्रिनो प्रेरित

व्युत्क्रम बीटा क्षय आगे बढ़ता है

ν
_e +
p
→
e⁺
+
n
,^[2]^[3]^[4] जहां एक इलेक्ट्रॉन एंटीन्यूट्रिनो (
ν
_e) एक प्रोटॉन के साथ इंटरैक्ट करता है (
p
) एक पॉज़िट्रॉन उत्पन्न करने के लिए (
e⁺
) और एक न्यूट्रॉन (
n
). आईबीडी प्रतिक्रिया केवल तभी शुरू की जा सकती है जब एंटीन्यूट्रिनो में कम से कम 1.806 MeV हो^[3]^[4]गतिज ऊर्जा (दहलीज ऊर्जा कहा जाता है)। यह दहलीज ऊर्जा उत्पादों के बीच द्रव्यमान में अंतर के कारण है (
e⁺
और
n
) और अभिकारक (
ν
_e और
p
) और एंटीन्यूट्रिनो पर विशेष सापेक्षता में द्रव्यमान के कारण थोड़ा सा भी। न्यूट्रॉन के सापेक्ष इसके छोटे द्रव्यमान के कारण अधिकांश एंटीन्यूट्रिनो ऊर्जा पॉज़िट्रॉन को वितरित की जाती है। पॉज़िट्रॉन तुरंत^[4]निर्माण के बाद मैटर-एंटीमैटर के विनाश से गुजरता है और गणना की गई ऊर्जा के साथ प्रकाश की एक चमक पैदा करता है

$E vis = 511 keV + 511 keV + E ν e - 1806 keV = E ν e - 784 keV$ ,^[5] जहाँ 511 keV इलेक्ट्रॉन विराम द्रव्यमान है, $E vis$ प्रतिक्रिया से दृश्य ऊर्जा है, और $E ν e$ एंटीन्यूट्रिनो गतिज ऊर्जा है। शीघ्र इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन विलोपन के बाद, न्यूट्रॉन डिटेक्टर में एक तत्व पर न्यूट्रॉन कैप्चर करता है, एक प्रोटॉन पर कैप्चर किए जाने पर 2.22 MeV की विलंबित फ्लैश उत्पन्न करता है।^[4]आईबीडी आरंभ होने के बाद विलंबित कैप्चर का समय 200–300 microsecond है (≈256 μs बोरेक्सिनो डिटेक्टर में^[4]). शीघ्र पॉज़िट्रॉन विलोपन और विलंबित न्यूट्रॉन कैप्चर के बीच का समय और स्थानिक संयोग न्यूट्रिनो डिटेक्टरों में एक स्पष्ट आईबीडी हस्ताक्षर प्रदान करता है, जो पृष्ठभूमि से भेदभाव की अनुमति देता है।^[4]आईबीडी क्रॉस सेक्शन (भौतिकी) एंटीन्यूट्रिनो ऊर्जा और कैप्चरिंग तत्व पर निर्भर है, हालांकि आम तौर पर 10 के क्रम में होता है^{−44</सुप> सेमी² (∼ बच्चे (यूनिट))।^[6]}

न्यूट्रिनो प्रेरित

एक अन्य प्रकार का व्युत्क्रम बीटा क्षय प्रतिक्रिया है


ν
_e + 
n
 → 
e⁻
 + 
p

होमस्टेक प्रयोग ने प्रतिक्रिया का इस्तेमाल किया

\mathrm {\nu _{e}+\ ^{37}Cl\longrightarrow \ ^{37}Ar+e^{-}}

सौर न्यूट्रिनो का पता लगाने के लिए।

इलेक्ट्रॉन प्रेरित

न्यूट्रॉन स्टार के निर्माण के दौरान, या इलेक्ट्रॉन कैप्चर करने में सक्षम रेडियोधर्मी समस्थानिकों में, इलेक्ट्रॉन कैप्चर द्वारा न्यूट्रॉन बनाए जाते हैं:

p
+
e⁻
→
n
+
ν
_e.

यह व्युत्क्रम बीटा प्रतिक्रिया के समान है जिसमें एक प्रोटॉन एक न्यूट्रॉन में बदल जाता है, लेकिन एक एंटीन्यूट्रिनो के बजाय एक इलेक्ट्रॉन को पकड़ने से प्रेरित होता है।

यह भी देखें

कामिओका लिक्विड सिंटिलेटर एंटीन्यूट्रिनो डिटेक्टर

संदर्भ

↑ Daya Bay Collaboration; An, F. P.; Balantekin, A. B.; Band, H. R.; Bishai, M.; Blyth, S.; Butorov, I.; Cao, D.; Cao, G. F. (2016-02-12). "दया बे में रिएक्टर एंटीन्यूट्रिनो फ्लक्स और स्पेक्ट्रम का मापन". Physical Review Letters. 116 (6): 061801. arXiv:1508.04233. Bibcode:2016PhRvL.116f1801A. doi:10.1103/PhysRevLett.116.061801. PMID 26918980. S2CID 8567768.
↑ ^2.0 ^2.1 ^2.2 Vogel, P.; Beacom, J. F. (1999-07-27). "न्यूट्रॉन व्युत्क्रम बीटा क्षय का कोणीय वितरण". Physical Review D. 60 (5): 053003. arXiv:hep-ph/9903554. Bibcode:1999PhRvD..60e3003V. doi:10.1103/PhysRevD.60.053003.
↑ ^3.0 ^3.1 ^3.2 Oralbaev, A.; Skorokhvatov, M.; Titov, O. (2016-01-01). "The inverse beta decay: a study of cross section". Journal of Physics: Conference Series. 675 (1): 012003. Bibcode:2016JPhCS.675a2003O. doi:10.1088/1742-6596/675/1/012003. ISSN 1742-6596.
↑ ^4.0 ^4.1 ^4.2 ^4.3 ^4.4 ^4.5 Bellini, G.; Benziger, J.; Bonetti, S.; Avanzini, M. Buizza; Caccianiga, B.; Cadonati, L.; Calaprice, F.; Carraro, C.; Chavarria, A. (2010-04-19). "भू-न्यूट्रिनो का अवलोकन". Physics Letters B. 687 (4–5): 299–304. arXiv:1003.0284. Bibcode:2010PhLB..687..299B. doi:10.1016/j.physletb.2010.03.051.
↑ Bellini, G.; Benziger, J.; Bonetti, S.; Avanzini, M. Buizza; Caccianiga, B.; Cadonati, L.; Calaprice, F.; Carraro, C.; Chavarria, A. (2013-04-15). "Measurement of geo-neutrinos from 1353 days of Borexino". Physics Letters B. 722 (4–5): 295–300. Bibcode:2013PhLB..722..295B. doi:10.1016/j.physletb.2013.04.030.
↑ Strumia, Alessandro; Vissani, Francesco (2003-07-03). "Precise quasielastic neutrino/nucleon cross-section". Physics Letters B. 564 (1): 42–54. arXiv:astro-ph/0302055. Bibcode:2003PhLB..564...42S. doi:10.1016/S0370-2693(03)00616-6. S2CID 7915354.

[1] Daya Bay Collaboration; An, F. P.; Balantekin, A. B.; Band, H. R.; Bishai, M.; Blyth, S.; Butorov, I.; Cao, D.; Cao, G. F. (2016-02-12). "दया बे में रिएक्टर एंटीन्यूट्रिनो फ्लक्स और स्पेक्ट्रम का मापन". Physical Review Letters. 116 (6): 061801. arXiv:1508.04233. Bibcode:2016PhRvL.116f1801A. doi:10.1103/PhysRevLett.116.061801. PMID 26918980. S2CID 8567768.

[:0-2] 2.0 ^2.1 ^2.2 Vogel, P.; Beacom, J. F. (1999-07-27). "न्यूट्रॉन व्युत्क्रम बीटा क्षय का कोणीय वितरण". Physical Review D. 60 (5): 053003. arXiv:hep-ph/9903554. Bibcode:1999PhRvD..60e3003V. doi:10.1103/PhysRevD.60.053003.

[:1-3] 3.0 ^3.1 ^3.2 Oralbaev, A.; Skorokhvatov, M.; Titov, O. (2016-01-01). "The inverse beta decay: a study of cross section". Journal of Physics: Conference Series. 675 (1): 012003. Bibcode:2016JPhCS.675a2003O. doi:10.1088/1742-6596/675/1/012003. ISSN 1742-6596.

[:2-4] 4.0 ^4.1 ^4.2 ^4.3 ^4.4 ^4.5 Bellini, G.; Benziger, J.; Bonetti, S.; Avanzini, M. Buizza; Caccianiga, B.; Cadonati, L.; Calaprice, F.; Carraro, C.; Chavarria, A. (2010-04-19). "भू-न्यूट्रिनो का अवलोकन". Physics Letters B. 687 (4–5): 299–304. arXiv:1003.0284. Bibcode:2010PhLB..687..299B. doi:10.1016/j.physletb.2010.03.051.

[:5-5] Bellini, G.; Benziger, J.; Bonetti, S.; Avanzini, M. Buizza; Caccianiga, B.; Cadonati, L.; Calaprice, F.; Carraro, C.; Chavarria, A. (2013-04-15). "Measurement of geo-neutrinos from 1353 days of Borexino". Physics Letters B. 722 (4–5): 295–300. Bibcode:2013PhLB..722..295B. doi:10.1016/j.physletb.2013.04.030.

[6] Strumia, Alessandro; Vissani, Francesco (2003-07-03). "Precise quasielastic neutrino/nucleon cross-section". Physics Letters B. 564 (1): 42–54. arXiv:astro-ph/0302055. Bibcode:2003PhLB..564...42S. doi:10.1016/S0370-2693(03)00616-6. S2CID 7915354.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]